Როგორ ბაქტერია სუნთქავს? აერობები და ანაერობები. პროკარიოტული სუნთქვის თავისებურებები

თითქმის ყველა ცოცხალი ორგანიზმი დედამიწაზე სუნთქვის პროცესს საჭიროებს. ჟანგბადის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ოქსიდანტები ცხოველების, მცენარეთა, პროტესტის, რესპირატორული ჯაჭვის , მრავალი ბაქტერიის დროს. თუმცა, ყველამ არ იცის, რამდენად ჩვენი სხეული განსხვავდება მიკროორგანიზმების მცირე უჯრედების სტრუქტურის სირთულესთან. კითხვა ჩნდება: როგორ ბაქტერია სუნთქავს? არის ჩვენი გზა ჩვენი ენერგიის მიღებისგან განსხვავებით?

ყველა ბაქტერია სუნთქავს ჟანგბადს?

ყველამ არ იცის, რომ ჟანგბადი ყოველთვის არ არის სავალდებულო კომპონენტი რესპირატორულ ჯაჭვში. იგი უპირველეს ყოვლისა, იღებს ელექტრონულ აგენტის როლს, ამიტომ ეს გაზი იჟანგება კარგად და წყალბადის პროტონებთან ურთიერთობს. ATP არის მიზეზი, რის გამოც ყველა ცოცხალი ორგანიზმები სუნთქავს. თუმცა, მრავალი სახის ბაქტერიები აკეთებენ ჟანგბადის გარეშე, და მაინც მიიღებენ ისეთი სანთელი ენერგიის წყაროს, როგორიცაა ადენოზინ ტრიფოსფატი. როგორ ბაქტერია ამ ტიპის სუნთქვა?

ჩვენი სხეულის სუნთქვის პროცესი ორ ეტაპად მიმდინარეობს. პირველი მათგანი - ანაერობული - არ საჭიროებს ჟანგბადის არსებობას საკანში და საჭიროა მხოლოდ ნახშირბადის წყაროები და წყალბადის პროტონების მიღება. მეორე ეტაპი - აერობული - ხდება ექსკლუზიურად ჟანგბადის არსებობით და ახასიათებს სცენაზე გამოწვეული სტაბილური რეაქციების დიდი რაოდენობა.

ბაქტერიაში, რომლებიც არ შეიწოვება ჟანგბადს და არ იყენებენ სუნთქვას, მხოლოდ ანაერობული ეტაპი მიმდინარეობს. თავისთავად, მიკროორგანიზმებიც მიიღებენ ATP- ს, მაგრამ მისი რაოდენობა ძალიან განსხვავდება იმით, რომ ჩვენ სუნთქვის ორ ეტაპზე გავლა. აღმოჩნდება, რომ ყველა ბაქტერია სუნთქავს ჟანგბადს.

ATP არის ენერგიის უნივერსალური წყარო

მნიშვნელოვანია ნებისმიერი ორგანიზმისთვის, რომ შეინარჩუნოს სასიცოცხლო ფუნქციები. ამიტომ აუცილებელი იყო ევოლუციის პროცესში ენერგიის წყაროების მოძიება, რომელიც, როდესაც გამოყენებული იქნება, საკმარისი რესურსები საკმარისად უზრუნველყოფს საკნების ყველა საჭირო რეაქციის ნაკადს. პირველი იყო ბაქტერიების დუღილი: გლიკოლიზის ე.წ. ეტაპი ან პროკარიოტული სუნთქვის ანაერობული ეტაპი. და მხოლოდ მოგვიანებით, უფრო დახვეწილი მულტიკულური ორგანიზმების, შემუშავებული ადაპტირების წყალობით, რომლის წყალობით ატმოსფერული ჟანგბადის მონაწილეობით საგრძნობლად გაიზარდა რესპირატორული ეფექტურობა. ასე რომ იყო სულიერი სუნთქვის აერობული ეტაპი .

როგორ ბაქტერია სუნთქავს? სკოლის ბიოლოგიის კურსის მე -6 კლასმა გვიჩვენა, რომ ნებისმიერი ორგანიზმისთვის მნიშვნელოვანია გარკვეული რაოდენობის ენერგია. ევოლუციის პროცესში იგი ინახება სპეციალურად სინთეზირებული მოლეკულებით, რომელსაც ეწოდება ადენოზინ ტრიფოსფატი.

ATP არის მაკროეგური ნივთიერება, რომელიც დაფუძნებულია pentose ნახშირბადის ბირზე, აზოტის ბაზაზე (ადენოზინით). ფოსფორის ნარჩენები დატოვებენ მას, რომელთა შორის მაღალი ენერგეტიკული ობლიგაციები იქმნება. როდესაც ერთი მათგანი განადგურებულია, საშუალოდ დაახლოებით 40 კჯ-ი გათავისუფლდება და ერთი ATP მოლეკულა შეუძლია მაქსიმალურად შეინახოს სამი ფოსფორის ნარჩენები. ასე რომ, თუკი აპიპი ADP (adenoside diphosphate) - ს ჩამორჩება, მაშინ საკანში 40 კვტ ენერგია დოფოსფორირების პროცესში ხდება. და, პირიქით, შენახვა ხდება ADP- ის ფოსფორილაციით ATP- ის ენერგეტიკული დანახარჯებით.

გლიკოლიზი აქტსოინის ტრიფოსფატის ბაქტერიულ უჯრედში 2 მოლეკულებს აძლევს, როდესაც სუნთქვის აერობული სუნთქვა ამ ნივთიერების 36 მოლეკულს დაუყოვნებლივ შეავსებს. აქედან გამომდინარე, პასუხი კითხვაზე "როგორ ბაქტერია სუნთქავს?" ასეთია: სუნთქვის პროცესი მრავალი პროკარიოტისთვის არის ATP- ის ფორმირება ჟანგბადის არსებობისა და ხარჯების გარეშე.

როგორ ბაქტერია სუნთქავს? სუნთქვის სახეები

ჟანგბადის მიმართ ყველა პროკარიოტი დაყოფილია რამდენიმე ჯგუფად. მათ შორის:

1. სავალდებულო ანაერობები.
2. პირობითი ანაერობები.
3. საჰაერო ხომალდები.

პირველი ჯგუფი შედგება მხოლოდ იმ ბაქტერიებისგან, რომლებიც არ ცხოვრობენ ჟანგბადის ხელმისაწვდომობის პირობებში. O2 მათთვის ტოქსიკურია და უჯრედის სიკვდილს მივყავართ. ასეთი ბაქტერიების მაგალითები წმინდა სიმბიოზური პროკარიოტებია, რომლებიც ცხოვრობენ სხვა ორგანიზმში ჟანგბადის არარსებობისას.

მეორე ჯგუფი აერთიანებს ისეთი სახის პროკარიოტებს, რომლებიც აქტიურად გამრავლებენ და ზრდის ჟანგბადის არარსებობას, თუმცა მისი მცირე რაოდენობა გარემოში არ გამოიწვევს ლეტალური შედეგებს. ასეთი ბაქტერიები მოიცავს saprophytes და ზოგიერთი პარაზიტების.

როგორ აისახება მესამე ჯგუფის ბაქტერია? ეს პროკარიოტები განსხვავდებიან მხოლოდ კარგი აეროლიზაციის პირობებში. თუ არ არის საკმარისი ჟანგბადის ჰაერში, ასეთი უჯრედები სწრაფად იღუპებიან, რადგან მათ სუნთქვისთვის O2 სჭირდებათ.

როგორ ათავისუფლებს ფერმენტაცია ჟანგბადის სუნთქვას?

ბაქტერიების დუღილი არის გლიკოლისიც იგივე პროცესი, რომელიც სხვადასხვა სახის პროკარიოტებში შეუძლია სხვადასხვა რეაქციის პროდუქციას. მაგალითად, ლაქტური მჟავა ფერმენტაცია იწვევს ლაქტური მჟავას, ალკოჰოლური დუღილის - ეთანოლისა და ნახშირორჟანგის, ნავთობის მჟავე-ბუტანი (ბატანოვან მჟავა) და ა.შ.

ჟანგბადის სუნთქვა არის სრული ჯაჭვის პროცესი, რომელიც გლიკოლისით იწყება პიროვიუმის მჟავის ფორმირებით და მთავრდება CO2, H2O და ენერგიის გათავისუფლებით. ბოლო რეაქციები ჟანგბადის არსებობით ხდება.

როგორ ბაქტერია სუნთქავს? ბიოლოგიის (მე -6 კლასის) სკოლაში მიკრობიოლოგიის კურსი

სკოლაში, ჩვენ გვქონდა მხოლოდ მარტივი ცოდნა, თუ როგორ პროცესი სუნთქვის prokaryotes ხდება. ამ მიკროორგანიზმებში არ არსებობს მიტოქონდრია, თუმცა არსებობს მელამოზომები - ციტოპლაზმური მემბრანის უჯრედის შპრიცები. მაგრამ ეს სტრუქტურები არ უმნიშვნელოვანეს როლს თამაშობენ ბაქტერიების სუნთქვაში.

მას შემდეგ, რაც დუღილი არის გლიკოლისი, ეს ხდება პროკარიოტების ციტოპლაზმაში. არსებობს უამრავი ფერმენტები, რომლებიც აუცილებელია რეაქციის მთელი ჯაჭვის ჩასატარებლად. ყველა ბაქტერიაში, გამონაკლისის გარეშე, პირუვილის მჟავას ორი მოლეკულა, როგორც კაცში, პირველად ჩამოყალიბდა. და მხოლოდ მაშინ ისინი გადაიქცევიან სხვა პროდუქტებზე, რომლებიც დამოკიდებულია სახის დუღილის ტიპზე.

დასკვნა

პროკარიოტების სამყარო, მიუხედავად იმისა, რომ ფიჭური ორგანიზაციის აშკარა სიმარტივეა, სავსეა რთული და ხანდახან აუხსნელი მომენტები. ახლა არსებობს პასუხი, თუ როგორ ბაქტერიების ნამდვილად სუნთქვა, რადგან არ ყველა მათგანი უნდა ჟანგბადის. პირიქით, ყველაზე მეტად ადაპტირებულია ენერგიის მოპოვების კიდევ ერთი, ნაკლებად პრაქტიკული გზა.